介观尺度下活性炭微粒的光镊捕捉、点火和扩散燃烧特性研究

摘要：

为探索介观尺度下固体燃料微粒的燃烧现象,本文提出采用光镊工具对活性炭微粒进行捕捉、悬浮、定位,再通过激光点燃,研究其着火及扩散燃烧特性.介观尺度燃烧室中,光镊捕捉7.0μm活性炭微粒的最低捕捉功率为3.2 mW,捕捉速率范围为103.7-70.0μm/s；活性炭微粒在静止气流中的最低点火功率为3.2 mW,颗粒的等效粒径、周长、面积和圆形度对最低点火功率影响甚微,点火延迟时间约48 ms,提高点火功率,点火延迟时间缩短,最小点火延迟时间小于6 ms；活性炭在着火后先发生无焰燃烧,紧接着发生有焰燃烧,无焰燃烧的扩散燃烧速率满足粒径平方直线规律,其燃烧速率范围为15.0-8.0μm/s；有焰燃烧的火焰面积和强度随燃烧时间发生闪烁,其闪烁频率约29.1 Hz.对于粒径为3.0μm的活性炭微粒,从加热到完全燃烧殆尽所需时间约0.648 s.结果表明：对于聚焦后的高能激光束点燃活性炭微粒的着火属于联合着火模式,在挥发份析出之前,活性炭非均相着火而发生无焰燃烧,挥发份析出后被点燃发生均相着火,火焰面始终保持圆形.

关键词：微燃烧、光镊、固体燃料、点火

分类号：TP3;TK1

资助基金：国家自然科学基金51276053,51006029;浙江省自然科学基金资助号:LY14E060002;浙江省中青年学科带头人学术攀登项目pd2013158资助的课题

在线出版日期：2014-09-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：178802-1-178802-9